CFG桩复合地基中桩间土承载特性的试验研究

丁家宏， 张 磊， 赵 君

1江苏省水文地质工程地质勘察院（223005） 2中国地质大学（武汉）工程学院（430074）

刚性桩复合地基是由桩土共同承担荷载，共同作用，相互影响。桩在设置过程中会产生扰动、挤密效应，从而改变土物理力学性能,桩对土侧向变形的限制及桩侧摩阻力在土中的扩散都会影响桩间土的工作特性。研究桩间土的承载特性对于全面了解复合地基的作用机理、完善复合地基的计算理论是很有意义的。本文拟利用不同状态下桩间土的室内土工试验及静载荷试验结果来分析桩间土的承载特性，以促进对桩间土工作特性的理解。

某工程拟采用CFG桩进行地基处理，为取得CFG桩复合地基的有关设计和施工参数，优化设计方案和施工工艺，在前期做了大量的试验和检测工作，其中包括天然地基土、桩间土和复合地基静载荷试验及桩、土应力测试。

根据岩土工程勘察报告，本试验场地地层分布如下:①素填土层；②-1粉质黏土层，可塑；③-1可塑的粉质黏土；③-2硬塑的粉质黏土。

1 地基处理前后土的物理力学及平板载荷试验

1.1 地基土的物理力学试验

为比较打桩前后土的物理力学性能指标的变化,对打桩前后的桩间土进行了土工试验，试验结果见表1。

表1 地基处理前后A区地基土的物理力学性能指标

1.2 天然地基土的平板载荷试验

在试桩施工前，进行了平板载荷试验，试验结果见图1。

1.3 打桩后桩间土的平板载荷试验

在试桩施工完成后，进行了三处平板载荷试验，试验结果见图2。试验采用的压板面积同天然地基。

1.4 试验数据整理

根据《建筑地基基础设计规范GB5007-2002》取s/d=0.01对应的荷载作为承载力基本值，则各点承载力见表2。

表2 地基土平板载荷试验成果表

式中:ω-系数,对圆形承压板取0.79;d-承压板直径（mm）；s1-P-S曲线直线段某一沉降或取s/d=0.01；p1-与s1对应的荷载（kPa）；μ-泊松比，取 0.3。

2 复合地基条件中桩间土的工作特性分析

本次试验取3根桩做了复合地基静载荷试验,并埋设了土压力盒测试桩土的应力分布,根据试验结果及桩土应力测试结果，可得出在复合地基中桩间土的荷载-沉降关系及其与加固前后地基土的荷载-沉降关系对比，见图3。图中粗实线为复合地基条件下桩间土P-S曲线,细实线为加固后地基土的P-S曲线，虚线为天然地基土土P-S曲线。

由图3可以看出，在同一荷载作用下，复合地基条件下桩间土的沉降量大于加固后地基土的沉降量,并且随着荷载的增大，两者的差别加大，且桩间土强度越低、压缩性越大，差别越大。另一方面，加固后地基土的强度比天然地基土有所提高，根据表1，地基处理后，重度提高 2%，孔隙比降低9.1%，承载力提高53%，变形模量提高22%。说明在成桩过程中，产生了明显的挤土效应，使地基土的工程性能得到改善。复合地基中桩的应力扩散与成桩过程中的挤土效应综合作用的结果使复合地基条件下桩间土的承载特性更接近天然地基土。因此，目前普遍将复合地基中桩间土当作天然地基土进行计算，是比较合适的。

3 结论

1）复合地基在成桩过程中，产生了明显的挤土效应，使桩间土的强度提高。2）在同一荷载作用下，复合地基条件下桩间土的沉降量大于加固后地基土的沉降,并且随着荷载的增大，两者的差别加大，且桩间土强度越低、压缩性越大，差别越大。3）复合地基条件下桩间土的承载特性与天然地基土接近，因此，将复合地基中桩间土当作天然地基土进行计算，是比较合适的。

[1]JGJ79-91,中华人民共和国行业标准.建筑地基处理技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2001.

[2]岩土工程手册编委会.岩土工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1994.